RU2163986C1

RU2163986C1 - Hydromechanical device for chain tightening

Info

Publication number: RU2163986C1
Application number: RU2000103881A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Вахрамов; А.В. Широкогоров
Original assignee: Вахрамов Николай Александрович; Широкогоров Александр Викторович
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2001-03-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: device may be used in camshaft drive mechanism of internal combustion engines. The device has a body, moving cover with oil-feed channel and check valve, spring-loaded plunger with step mechanism of reverse stroke fixing and capsule formation device. The body is provided with throttle hole which may be overlapped by external surface of body cover. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в механизме привода распределительного вала двигателей внутреннего сгорания
Гидромеханическое устройство натяжения цепи предназначено для автоматического поддержания цепи в натянутом состоянии и демпфирования динамических нагрузок, возникающих при работе механизма привода распределительного вала. При этом совокупные максимальные усилия, необходимые для поддержания цепи в натянутом состоянии и возникающие при демпфировании, не должны приводить к интенсивному износу башмака натяжителя. Следует отметить - динамические нагрузки вызваны технологическими погрешностями изготовления цепи (неравномерность звеньев) и приводных звездочек распределительного вала.The invention relates to mechanical engineering and may find application in the camshaft drive of internal combustion engines
The hydromechanical chain tensioning device is designed to automatically maintain the chain in tension and to damp the dynamic loads that occur during operation of the camshaft drive mechanism. In this case, the total maximum forces necessary to maintain the chain in tension and arising from damping should not lead to intensive wear of the tensioner shoe. It should be noted - dynamic loads are caused by technological errors in the manufacture of the chain (uneven links) and camshaft drive sprockets.

Для компенсации этих нагрузок обычно используется гидравлический демпфер, состоящий из камеры, подпитываемой через обратный клапан из нагнетательной магистрали и перепускного дросселя. Требуемую жесткость гидравлического демпфера обеспечивают гидравлическим сопротивлением перепускного дросселя. To compensate for these loads, a hydraulic damper is usually used, consisting of a chamber fed through a check valve from the discharge line and the bypass throttle. The required stiffness of the hydraulic damper is provided by the hydraulic resistance of the bypass choke.

Известно гидромеханическое устройство для натяжения цепи, (см., например, пат. ФРГ N 3636918, кл. F 16 H 7/08, 1986 г., пат. ФРГ N 3636919, кл. F 16 H 7/08, 1986 г.). Known hydromechanical device for chain tension (see, for example, US Pat. Germany N 3636918, class F 16 H 7/08, 1986, US Pat. Germany N 3636919, class F 16 H 7/08, 1986 )

Устройство состоит из корпуса в виде полого цилиндра с основанием, внутри которого установлен подпружиненный пустотелый плунжер, образующий с корпусом плунжерную пару. Наружный торец плунжера сопряжен с башмаком цепи, а противоположный имеет маслоподающий канал с обратным клапаном и образует с основанием корпуса демпфирующую камеру. Камера связана с маслоподающей магистралью системы смазки щелевым дросселем. Плунжерная пара имеет шаговый механизм фиксации обратного хода плунжера, состоящий из аксиального ряда кольцевых расточек на внутренней поверхности корпуса и упорного кольца, расположенного в специальной канавке плунжера. Пружина в совокупности с усилием от давления масла обеспечивает перемещение плунжера и натяжение цепи. Динамические нагрузки от цепи через башмак и плунжер передаются на гидравлический демпфер. При этом следует отметить, что жесткость демпфирования связана с величиной гидравлического сопротивления щелевого дросселя. Известно, что щелевой дроссель имеет постоянное проходное сечение и, следовательно, его гидравлическое сопротивление находится в зависимости от температурного градиента масла. Это обстоятельство приводит к появлению градиента жесткости демпфирования. А именно, на "холодном" масле, в режиме жесткого демпфирования, происходит интенсивный износ башмака, а на "горячем" масле увеличивается амплитуда колебаний цепи. The device consists of a body in the form of a hollow cylinder with a base, inside of which a spring-loaded hollow plunger is installed, forming a plunger pair with the body. The outer end of the plunger is paired with a chain shoe, and the opposite has an oil supply channel with a check valve and forms a damping chamber with the base of the housing. The chamber is connected to the oil supply line of the slit choke lubrication system. The plunger pair has a stepping mechanism for fixing the plunger back stroke, consisting of an axial row of annular bores on the inner surface of the housing and a thrust ring located in a special plunger groove. The spring in combination with the force from the oil pressure provides the movement of the plunger and the tension of the chain. Dynamic loads from the chain are transmitted to the hydraulic damper through the shoe and plunger. It should be noted that the damping stiffness is related to the hydraulic resistance of the slotted inductor. It is known that a slit choke has a constant flow area and, therefore, its hydraulic resistance depends on the temperature gradient of the oil. This circumstance leads to the appearance of a damping stiffness gradient. Namely, in "cold" oil, in the mode of hard damping, shoe wear is intense, and in "hot" oil the amplitude of the chain oscillations increases.

Для получения длительной работоспособности башмака необходимо подбирать пружину с минимально допустимым усилием. По мере износа башмака и растяжения цепи плунжер перемещается и силовое воздействие пружины ослабевает. В то же время корпус под воздействием давления системы смазки стремится к осевому перемещению, которому противодействует пружина плунжера. Когда силовое противодействие пружины становится недостаточным, корпус начинает перемещаться, выбирая свободный ход, и через шаговый механизм фиксации сопрягается с плунжером, в результате чего устройство единым блоком (плунжер, корпус) начинает компенсировать динамические нагрузки ударным способом, без участия щелевого дросселя плунжерной пары. To obtain long-term performance of the shoe, it is necessary to select a spring with a minimum allowable force. As the shoe wears out and the chain stretches, the plunger moves and the force of the spring weakens. At the same time, the housing, under the influence of the pressure of the lubrication system, tends to axial displacement, which is counteracted by the plunger spring. When the force reaction of the spring becomes insufficient, the body begins to move, choosing a free stroke, and through the stepping mechanism it locks with the plunger, as a result of which the device begins to compensate for dynamic loads in a single block (plunger, case) without the participation of a slotted choke of the plunger pair.

Известно гидромеханическое устройство для натяжения цепи капсульного типа (см. например, пат. России N 2067232, кл. F 16 H 7/08 от 03.04.92г.), содержащее корпус в виде полого цилиндра, крышку с резьбовым дросселем и каналом для подачи смазки, шариковый обратный клапан, подпружиненный плунжер, образующий с корпусом плунжерную пару. При этом на наружной поверхности плунжера, со стороны крышки, выполнена ступенчатая канавка специального профиля, где установлен упорный элемент, который может последовательно взаимодействовать с кольцевыми проточками корпуса, обеспечивая возможность аксиального перемещения плунжера только в одном направлении (шаговый механизм фиксации обратного хода). Кроме этого, на плунжере со стороны башмака цепи в специальной канавке установлено монтажное кольцо, которое в процессе транспортировки, т. е. при нерабочем состоянии устройства, запирает плунжер в корпусе с образованием капсулы. В рабочем положении монтажное кольцо остается в канавке плунжера. A hydromechanical device is known for tensioning a capsule type chain (see, for example, Pat. Russia N 2067232, class F 16 H 7/08 of 04/03/92), comprising a housing in the form of a hollow cylinder, a cover with a threaded throttle and a channel for supplying lubricant , ball check valve, spring-loaded plunger forming a plunger pair with the housing. At the same time, on the outer surface of the plunger, on the side of the lid, a stepped groove of a special profile is made, where a thrust element is installed, which can sequentially interact with the annular grooves of the housing, providing the axial movement of the plunger in only one direction (step-by-step mechanism for fixing the reverse stroke). In addition, on the plunger, on the side of the chain shoe, a mounting ring is installed in a special groove, which during transportation, i.e. when the device is inoperative, locks the plunger in the housing with the formation of a capsule. In the operating position, the mounting ring remains in the groove of the plunger.

Указанное техническое решение использовало для демпфирования резьбовой дроссель, который как и щелевой, имеет постоянное проходное сечение т.е. его гидравлическое сопротивление и соответственно жесткость демпфирования зависят от температуры масла. Это обстоятельство, как и в предыдущем случае, не позволяет устройству обеспечивать стабильные демпфирующие характеристики, не зависящие от температурного градиента, что приводит к снижению работоспособности устройства. The indicated technical solution used a throttle throttle for damping, which, like the slotted one, has a constant flow area i.e. its hydraulic resistance and accordingly damping stiffness depend on the oil temperature. This circumstance, as in the previous case, does not allow the device to provide stable damping characteristics that are independent of the temperature gradient, which leads to a decrease in the operability of the device.

Дополнительно следует отметить, как и в предыдущем случае, при ослаблении силового воздействия пружины, корпус под воздействием избыточного давления системы смазки перемещается и через шаговый механизм упирается в плунжер. Это нарушает процесс демпфирования и приводит к ударному сопряжению крышки с блоком или головкой блока цилиндров, что также способствует снижению работоспособности устройства. In addition, it should be noted, as in the previous case, when the force of the spring is weakened, the housing moves under the influence of excess pressure of the lubrication system and abuts against the plunger through the stepping mechanism. This disrupts the damping process and leads to shock mating of the cover with the block or cylinder head, which also contributes to a decrease in the operability of the device.

Прототипом предлагаемого изобретения является гидромеханическое устройство по пат. России N 20367232, кл. F 16 H 7/08 от 03.04.92 г. The prototype of the invention is a hydromechanical device according to US Pat. Russia N 20367232, cl. F 16 H 7/08 of 04/03/92

Целью изобретения является повышение работоспособности гидромеханического устройства. The aim of the invention is to increase the operability of a hydromechanical device.

Указанная цель достигается тем, что в известном гидромеханическом устройстве для натяжения цепи, содержащем корпус в виде полого цилиндра, крышку корпуса с маслоподающим каналом и обратным клапаном, подпружиненный и образующий с корпусом плунжерную пару, плунжер с кольцевыми элементами для образования монтажной капсулы и шагового механизма фиксации обратного хода, крышка выполнена подвижной и образует с корпусом вторую плунжерную пару, при этом в корпусе, со стороны крышки, выполнено дроссельное отверстие, которое может перекрываться наружной поверхностью последней. This goal is achieved by the fact that in the known hydromechanical device for chain tension, comprising a housing in the form of a hollow cylinder, a housing cover with an oil supply channel and a check valve, spring-loaded and forming a plunger pair with the housing, a plunger with ring elements to form an assembly capsule and a stepping fixation mechanism backward, the cover is movable and forms a second plunger pair with the body, while in the case, on the side of the cover, a throttle hole is made that can overlap the outer surface of the latter.

На чертеже изображен общий вид гидромеханического устройства для натяжения цепи. The drawing shows a General view of the hydromechanical device for tensioning the chain.

Устройство содержит корпус 1, крышку 2. Внутри корпуса 1 установлен плунжер 3 с пружиной 4. Крышка 2 имеет маслоподающий канал 5 и шариковый обратный клапан 6. На плунжере 3 в специальных канавках 7,8 установлены упругие кольцевые элементы соответственно 9,10. Кольцевой элемент 9 и проточка 11 корпуса 1 могут образовывать монтажную капсулу, а кольцевой элемент 10 и канавки 12 - шаговый механизм фиксации обратного хода. Корпус 1 имеет дроссельное отверстие 13 и пружинное полукольцо 14, ограничивающее осевое перемещение крышки 2. Крышка 2 при аксиальном перемещении может перекрывать дроссельное отверстие 13. Упорный торец плунжера взаимодействует с башмаком 14 цепи 15. The device comprises a housing 1, a cover 2. A plunger 3 with a spring 4 is installed inside the housing 1. The cover 2 has an oil supply channel 5 and a ball check valve 6. On the plunger 3, elastic ring elements 9,10 are installed in special grooves 7.8. The annular element 9 and the groove 11 of the housing 1 can form a mounting capsule, and the annular element 10 and the grooves 12 - a step mechanism for fixing the reverse stroke. The housing 1 has a throttle aperture 13 and a spring half ring 14 restricting the axial movement of the cover 2. The cover 2, during axial movement, can overlap the throttle aperture 13. The thrust end of the plunger interacts with the shoe 14 of the chain 15.

Гидромеханическое устройство работает следующим образом. Перед монтажом устройства в изделие плунжер 3 зафиксирован в корпусе 1 посредством кольцевого элемента 9 и проточки 11. Hydromechanical device operates as follows. Before mounting the device in the product, the plunger 3 is fixed in the housing 1 by means of an annular element 9 and a groove 11.

После установки устройства в изделие плунжер 3 дефиксируется и пружина 4 через плунжер 3 и башмак 14 натягивает цепь 15. При этом кольцевой элемент 10 занимает положение или в канавке 8 корпуса 1 или в промежуточном положении между канавками. После запуска, например, механизма газораспределения, динамические нагрузки от привода распределительного вала начинают перемещать плунжер 3, кольцевой элемент 10, корпус 1 к крышке 2. При этом масло из внутренней полости дросселируется через отверстие 13 в систему смазки, обеспечивая плавное демпфирование динамических нагрузок. Если гидравлического сопротивления дросселя 13 не хватает, для обеспечения режима плавного демпфирования, то происходит увеличение его гидравлического сопротивления за счет уменьшения его проходного сечения наружной поверхностью крышки 2. Таким образом происходит автоматическая настройка демпфирующей системы на безударный режим работы. Потери масла компенсируются из системы смазки двигателя через маслоподающий канал 5 и шариковый обратный клапан 6. В случае ослабления силового воздействия пружины 4 от давления масла системы смазки корпус 1 через шаговый механизм фиксации упирается в плунжер 3 и устройство начинает работать в режиме мягкого демпфирования, описанного выше. After installing the device in the product, the plunger 3 is released and the spring 4 through the plunger 3 and the shoe 14 pulls the chain 15. In this case, the ring element 10 occupies the position either in the groove 8 of the housing 1 or in the intermediate position between the grooves. After starting, for example, the gas distribution mechanism, dynamic loads from the camshaft drive begin to move the plunger 3, the annular element 10, the housing 1 to the cover 2. At the same time, oil from the internal cavity is throttled through the hole 13 into the lubrication system, providing smooth damping of dynamic loads. If the hydraulic resistance of the throttle 13 is not enough to ensure smooth damping, then there is an increase in its hydraulic resistance due to a decrease in its cross-section through the outer surface of the cover 2. Thus, the damping system automatically adjusts to shock-free operation. Oil losses are compensated from the engine lubrication system through the oil supply channel 5 and ball check valve 6. In the event of a weakening of the force of the spring 4 from the oil pressure of the lubrication system, the housing 1 rests on the plunger 3 through the locking mechanism and the device starts operating in the soft damping mode described above .

Таким образом, предложенное конструктивное решение обеспечило мягкое демпфирование динамических нагрузок на любых режимах работы двигателя, что повысило надежность и работоспособность гидромеханического устройства для натяжения цепи. Thus, the proposed constructive solution provided soft damping of dynamic loads at any engine operating conditions, which increased the reliability and operability of the hydromechanical device for chain tension.

Claims

A hydromechanical device for chain tension, comprising a housing in the form of a hollow cylinder, a housing cover with an oil supply channel and a check valve, a spring-loaded plunger coupled with a housing and a plunger with ring elements for forming an assembly capsule and a step mechanism for backstop fixing, characterized in that the housing cover made movable with the formation with the body of the second plunger pair, while in the case from the side of its cover a throttle hole is made with the possibility of overlapping its outer p the surface of the housing cover.